ソース：thesolarnerd.com
ソーラーパネルの効率とは、ソーラーパネルが電気に変換する光の量を指します。 効率が高いほど、同じ光量でパネルからより多くの電気を得ることができます。 スペースが限られている屋上展開の場合、これは非常に重要な機能です。
製造業者が同じ量の太陽光からより多くの電気を絞り出す方法を見つけ続けるにつれて、効率は長年にわたって着実に上昇しています。 しかし、各テクノロジーの限界に達すると、科学者とエンジニアは、効率を向上させ続けるための新しい方法を見つけるために、それぞれの秘bagに到達する必要があります。
民生用太陽電池パネル市場に進出している最新技術の1つは、ヘテロ接合太陽電池です。 パナソニックはHITパネルでこの技術を数年間使用していましたが、ヘテロ接合技術の特許は2010年に失効し、より多くのメーカーが自社の製品にそれを展開し始めています。
ヘテロ接合ソーラーとは
ヘテロ接合太陽電池は、2つの異なる技術を1つのセルに結合します。アモルファス「薄膜」シリコンの2つの層に挟まれた結晶シリコンセルです。 これらのテクノロジーを組み合わせて使用すると、どちらかのテクノロジーを単独で使用する場合と比較して、より多くのエネルギーを収集できます。
最も一般的なタイプのソーラーパネルは、単結晶または多結晶の結晶シリコンで作られています。 シリコンの結晶はブロックに成長した後、ダイヤモンドワイヤーソーを使用して薄いシートに切断され、個々のセルを形成します。
あまり一般的ではないタイプの光電池は、さまざまな材料で作られた薄膜であり、その1つはアモルファスシリコンです。 結晶シリコンとは異なり、アモルファスシリコンは規則的な結晶構造を持ちません。 代わりに、シリコン原子はランダムに並べられます。 これは、製造において、アモルファスシリコンを表面に堆積できることを意味します。これは、シリコンクリスタルを成長させて切断するよりも簡単で安価なプロセスです。
それ自体では、アモルファスシリコンは太陽光を電気に変換する効率が低い。 ただし、製造コストが低いという利点があります。 アモルファスシリコンを堆積できる材料の種類におけるこの低コストと柔軟性は、いくつかの重要な利点です。
ヘテロ接合太陽電池では、従来の結晶シリコンウェーハの前面と背面にアモルファスシリコンが堆積しています。 これにより、中間結晶シリコンウェーハでは捕捉されない余分な光子を吸収する薄膜ソーラーの2つの層ができます。
ヘテロ接合セルの図
ヘテロ接合太陽電池が効率を高める方法
太陽電池は、それに当たる太陽光の一部を捕捉する薄い材料でできています。 ただし、完全に不透明というわけではありません。 一部の太陽光はセルを透過し、一部は表面から跳ね返ります。
ヘテロ接合ソーラー技術は、太陽光発電材料の3つの異なる層からソーラーパネルを構築することにより、これを利用しています。 単結晶シリコンの中間層は、太陽光を電気に変えるほとんどの作業を行います。
結晶質層に当たる前に太陽光を捕捉するアモルファス薄膜シリコンの最上層があり、下の層で反射する太陽光も取り込みます。 それは非常に薄いので、日光の多くはすぐに通過します。 しかし、そうであっても、追加のコストに見合うだけの十分な追加の電力を生成します。
結晶シリコンの裏側には別の薄膜層があります。 最初の2つの層を通過する太陽光をキャプチャします。 パネルが透明な背面パネルを備えたグラスオングラス設計の場合、この背面の薄膜層は地面から反射される太陽光のためにかなりの量の電気を追加します。
3つの異なる光起電力層のサンドイッチからパネルを構築することにより、ヘテロ接合ソーラーパネルは21％以上の効率を達成できます。 これは、さまざまなテクノロジーを使用して高性能を実現するパネルに匹敵します。
ヘテロ接合ソーラーの利点
従来の結晶シリコン電池に対するヘテロ接合太陽電池の主な利点は次のとおりです。
より高い効率
PERCなど、パフォーマンスを改善するために使用される他のテクノロジーと比較して、潜在的に低コスト
低い温度係数（高温でのパフォーマンスの向上）
現在市販されているヘテロ接合パネルの効率は、REC Solarの最新のHJTパネルで19.9％から21.7％の範囲です。 これは市場で最高ではありませんが、現在のチャンピオンはSunPowerが提供するMaxeonセルで、22.7％の効率に達しますが、これは従来の単結晶セルよりも大幅に改善されています。
さらに、非常に高い効率を達成するためにメーカーが使用する他の技術は、より高価になる可能性があります。 たとえば、SunPowerのMaxeonセルは、各セルの背面にある厚い銅ブロックを利用しています。 このアプローチは、Maxeonセルが現在市場で最も効率的なセルになるのに役立ちますが、その量の銅を使用することは安くありません。
それに比べて、アモルファスシリコンは比較的安価な技術です。 このタイプの薄膜ソーラーは、結晶シリコンほど効率的ではありませんが、製造が比較的簡単です。 ヘテロ接合パネルは、他の技術よりも製造工程が少ないため、他のタイプよりも費用対効果が高い可能性があります。
最後に、HJTパネルは、高温性能に関しては利点があります。 ソーラーパネルは、高温ではあまり効果的ではありません。 これはよく知られた現象です-実際、温度性能はソーラーパネルのデータシートに記載されています。 温度係数の数値、および PTC、NOCT、またはCECの電力定格を探し ます。
ただし、薄膜ソーラーの利点の1つは、結晶シリコンよりも温度係数が優れていることです。 これは、従来の単結晶または多結晶シリコンよりも、高温による薄膜への影響が少ないことを意味します。
薄膜シリコンの2つの層により、ヘテロ接合パネルは、温度が上昇しても高性能を維持するという点で、従来のソーラーパネルよりも優れています。
